CN109478796A - 与多个电源一起使用的继电器 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种用于在多个电源之间进行选择的中继架构。在一种方法中，第一继电器和第一电源电耦合到第一端子。第二继电器和第二电源可电耦合到第二端子和第一继电器。在负载电压低于预定阈值的情况下，负载与以下中的至少一个电耦合：第一端子、第二端子和第三电源，其中在第一电源耦合到第一端子的情况下由第一电源向负载提供电力供应。当第二电源耦合到第二端子并且第一电源与第一端子断开时，由第二电源向负载提供电力供应。

Description

与多个电源一起使用的继电器

技术领域

本公开一般涉及继电器，并且更具体地，涉及与向负载供应的多个电源一起使用的继电器。

背景技术

汽车包括在车辆行驶时利用电能的多个电子子系统(或“辅助负载”)，并且还可以在发动机处于不活动或断电状态时利用由车辆电池提供的电能。为了为所有电子子系统保留足够的电力，通常必须采取措施以避免将电池放电到低于预定阈值电压。车辆电池的结构是众所周知的，并且通常包括多个连接的可充电铅酸二次电池。

除了由车辆电气系统供电的各种辅助负载之外，其他集成系统可以具有通常独立的电源。管理多个电源之间的车辆电力分配仍然是一个挑战。

发明内容

鉴于前述内容，本文描述了用于在多个电源之间进行选择的一个或多个继电器。在一种方法中，第一继电器电耦合到第一端子，其中第一电源可与第一端子耦合。第二继电器电耦合到第二端子和第一继电器，其中第二电源可与第二端子耦合。负载与第一端子、第二端子和第三电源中的至少一个电耦合，其中在第一电源电耦合到第一端子的情况下，由第一电源向负载提供电力供应。当第二电源电耦合到第二端子并且第一电源与第一端子断开时，由第二电源向负载提供电力供应。否则，由第三电源向负载供电。

根据本公开的一个示例性途径可以包括一种系统，该系统具有包括可充电电池的负载、电耦合到可充电电池和第一端子的第一继电器，其中第一电源可与第一端子耦合。该系统还可包括电耦合到第二端子的第二继电器，其中第二电源可与第二端子耦合，并且其中在耦合到可充电电池的电池充电器检测到可充电辅助电池的电压低于预定阈值的情况下，负载与以下中的至少一个耦合：第一端子、第二端子和第三电源，其中在第一电源电耦合到第一端子的情况下由第一电源向负载提供电力供应。

根据本公开的另一示例性途径可包括：负载，包括可充电电池；以及电路，具有电耦合到第一端子的第一继电器，其中第一直流(DC)电源可与第一端子耦合。该电路还可包括通过电力线连接到可充电电池和第一继电器的第二继电器，其中第二继电器电耦合到第二端子，并且其中第二DC电源可与第二端子耦合。在电耦合到可充电电池的电池充电器检测到可充电辅助电池的电压低于预定阈值的情况下，负载与以下中的至少一个电耦合：第一端子、第二端子和第三DC电源，其中在第一电源电耦合到第一端子的情况下，由第一电源向负载提供电力供应。

根据本公开的另一示例性途径可以包括用于在多个电源之间进行选择的方法，包括将第一继电器电耦合到第一端子，其中第一电源可与第一端子耦合。该方法还可以包括将第二继电器电耦合到第二端子，其中第二电源可与第二端子耦合，并监测可充电辅助电池的负载电压。该方法还可以包括在耦合到可充电辅助电池的电池充电器检测到可充电辅助电池的电压低于预定阈值的情况下，从以下之一向可充电辅助电池提供电源：第一电源、第二电源和第三电源。在第一电源电耦合到第一端子的情况下，由第一电源向可充电辅助电池提供电力供应，并且在第二直流电源电耦合到第二端子并且第一电源与第一端子断开的情况下，由第二DC电源向可充电辅助电池提供电力供应。

附图说明

图1是根据示例性实施例的包括用于在多个源之间分配负载的继电器的系统示意图。

图2是根据示例性实施例的使用图1的系统分配负载的方法。

附图不一定按比例绘制。附图仅仅是表示，并非旨在描绘本公开的具体参数。附图旨在描绘本公开的典型实施例，因此不应被视为对范围进行限制。在附图中，类似编号表示相同的元件。

此外，为了说明清楚，可以省略或者不按比例示出一些附图中的某些元件。此外，为了清楚起见，在某些附图中可以省略一些附图标记。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述根据本公开的实施例。系统/电路可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达系统和方法的范围。

为了方便和清楚起见，本文将使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“竖直”、“水平”、“横向”和“纵向”的术语来描述各种组件及其组成部分的相对位置和方向。所述术语将包括具体提及的词语、其衍生词和类似含义的词语。

如本文所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”继续的元件或操作应当被理解为不排除多个元件或操作，除非明确地叙述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也结合了所述特征的另外的实施例的存在。

本文的实施例可以在拖车的非限制性上下文中描述，该拖车包括升降门，升降门在附近(例如，拖车的后部)具有电池为升降门供电。拖车通常不具有为升降门电池充电的车载装置。可能存在几种不同的充电电力来源可用，但是拖车通常不硬接线到单个源。由于两个电源可能来自拖拉机而第三个电源可能来自拖车本身，并且拖车没有永久地连接到拖拉机，因此，如果所有者可以指定多个电源中哪些电源是用于为其电池充电最好的将是有益的，并且系统将选择一个使用，而无需任何用户干预。

例如，一个公共电源来自用于拖车尾灯的七路连接器。这种七路电源的硬接线的缺点是它本不用于提供给升降门电池充电所需的电流量，这导致拖拉机和拖车后部之间的长线路中出现明显的电压降，以及充电速度慢和充电不足。除了七路连接之外，一些拖拉机还具有单独的重型电池电力连接，其旨在提供更高的电流。这种重型电池电源的硬接线的缺点是并非所有拖拉机都为这种连接供电。第三电源可以来自配备有制冷单元的拖车的交流发电机和电池。这种电源的硬接线的缺点是并非所有的拖车都具有制冷单元。至少考虑到这一点，本公开有利地允许连接到在安装时进行优先级排序的三个或更多个不同的充电电源，其中可用的最高优先级电源被自动选择以对升降门电池充电。

更具体地，在一些实施方式中，第一继电器电耦合到第一端子，其中第一电源可与第一端子耦合。第二继电器电耦合到第二端子和第一继电器，其中第二电源可与第二端子耦合。负载与第一端子、第二端子和第三电源中的至少一个电耦合，其中在第一电源电耦合到第一端子的情况下，由第一电源向负载提供电力供应。当第二电源电耦合到第二端子并且第一电源与第一端子断开时，由第二电源向负载提供电力供应。否则，由第三电源向负载供电。

现在参考图1，将更详细地描述根据本公开的电路/系统(在下文中，称为系统100)的示意图。在示例性实施例中，系统100包括一个或多个电开关，例如电磁或固态继电器，用于选择多个电源之间的负载。继电器可以在多个DC电源将被供应到负载(例如，车辆内的系统、电池、电池充电器或电力管理设备)的位置中操作，并且存在哪种电源是应该使用的电源的优先顺序(如果存在的话)。

在一些实施例中，继电器不智能地选择负载；它们只是切换到可用的预定最期望的电源，这可以通过各种电源的相对布置来确定。当确定一电源是该组中最期望的电源时，会自动连接到该电源。然而，当主电源不存在或由于任何原因不可用时，默认选择第二最期望的电源。这一直持续到最不期望的电源是可用于向负载提供电流的唯一电源。

如图1所示，系统100包括在电路140内操作的第一继电器102和第二继电器104，第一继电器102和第二继电器104中的均耦合到地。第一继电器102包括继电器线圈或继电器接触器106，并且耦合到第一DC电源108。同时，第二继电器104包括继电器接触器110，并且耦合到第二DC电源114。继电器接触器106在电耦合到第一DC电源108的第一接触引脚116与经由继电器接触器110和电力线142电耦合到第三DC电源120的第二接触引脚118之间操作。

系统100还包括负载130，其可包括可充电电池131(例如，为升降门马达供电的升降门电池)和可选的电池充电器133。在操作期间，电池充电器133监测可充电电池131的电压，并确保电压保持在预定的可接受水平。在一个实施例中，电池充电器133可以包括基于微处理器的控制模块，以监测可充电电池的电压，从而确保维持足够的电荷。

在连接139闭合的情况下，第一端子124处的第一DC电源108的存在激励第一继电器102和相关联的继电器接触器106，从而将继电器接触器106从与第二接触引脚118(如图所示)接触的通常闭合的第一位置朝向与第一接触引脚116接触的第二位置致动。这改变了负载130和第三直流电源120之间的连接。换句话说，当确定第一DC电源108被连接时，提供给负载130的电流从第三DC电源120切换到第一DC电源108。

类似地，第二端子132处的第二DC电源114的存在激励第二继电器104和相关联的继电器接触器110，从而将继电器接触器110从与第一接触引脚136(如图所示)接触的通常闭合的第一位置朝向与第二接触引脚138接触的第二位置致动。这改变了负载130和第三DC电源120之间的连接。换句话说，当确定第二DC电源114被连接并且第一DC电源108与第一端子124断开时，负载130的电流从第三DC电源120切换到第二DC电源114。

如所布置的，系统100基于电路140内的布置/配置和/或相对接近负载130来对第一DC电源108、第二DC电源114和第三DC电源120中的每一个进行优先级排序。在一些实施例中，这种优先级排序是在不使用处理器或控制器的情况下完成的。相反，如图1所示，第一DC电源108被赋予最高优先级，因为第一DC电源108位于最靠近负载130的位置，并且在由继电器接触器106形成闭合电路的情况下可以电耦合到负载130。在第一DC电源108连接到第一端子124的情况下，从第一DC电源108提供电流。否则，负载130经由电力线142电耦合到第二继电器104。

该过程继续，直到最低优先级电源是可用于向负载130供应电流的唯一电源。例如，在第二DC电源114连接到第二端子132的情况下，通过第二继电器104从第二DC电源114提供电流。否则，负载130经由接触器110电耦合到第三DC电源120。在这个意义上，第二DC电源114被赋予“中等优先级”，而第三直流电源120被赋予“最低优先级”。仅在第一DC电源108和第二DC电源114不可用的情况下选择第三DC电源120。

现在转到图2，将更详细地描述根据示例性实施例的用于在多个电源之间进行选择的方法200。方法200包括将第一继电器电耦合到第一端子，其中第一电源可与第一端子耦合，如框201所示。在一些实施例中，第一继电器耦合到地，并且包括第一继电器接触器，其可操作用于在电连接到第一端子的第一接触引脚与电连接到第二继电器的第二接触引脚之间切换。在一些实施例中，第一电源是DC电源。

方法200还包括将第二继电器电耦合到第二端子，其中第二电源可与第二端子耦合，如框203所示。在一些实施例中，第二继电器耦合到地，并且包括第二继电器接触器，其可操作用于在电连接到第二端子的第一接触引脚与电连接到第三电源的第二接触引脚之间切换。在一些实施例中，第二电源和第三电源是DC电源。

方法200还包括监测可充电辅助电池的负载电压，如框205所示。方法200还包括在负载电压下降到低于预定阈值的情况下从以下之一向负载提供电力供应：第一电源、第二电源或第三电源，如框207所示。在一些实施例中，在第一电源电耦合到第一端子的情况下，由第一电源向负载提供电力供应，并且其中在第二DC电源电连接到第二端子并且第一电源与第一端子断开的情况下，由第二DC电源向负载提供电力供应。

虽然本文已经描述了本公开的某些实施例，但是并不意图将本公开限制于此，因为本公开旨在与本领域允许的范围一样广泛并且对说明书同样地理解。因此，以上描述不应被解释为限制，而仅仅作为特定实施例的示例。本领域技术人员将设想到在所附权利要求的范围和精神内的其他修改。

Claims (15)

1.一种系统，包括：

负载，包括可充电电池；

第一继电器，电耦合到所述可充电电池和第一端子，其中第一电源能够与所述第一端子耦合；以及

第二继电器，电耦合到第二端子，其中第二电源能够与所述第二端子耦合，

其中在耦合到所述可充电电池的电池充电器检测到所述可充电电池的电压低于预定阈值的情况下，所述负载与以下中的至少一个耦合：所述第一端子、所述第二端子和第三电源，其中在所述第一电源电耦合到所述第一端子的情况下，由所述第一电源向所述负载提供电力供应。

2.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第二电源电耦合到所述第二端子并且所述第一电源与所述第一端子断开的情况下，由所述第二电源向所述负载提供电力供应。

3.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一电源与所述第一端子断开并且所述第二电源与所述第二端子断开的情况下，由所述第三电源向所述负载提供电力供应。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述第一继电器和所述第二继电器中的每一个的地。

5.根据权利要求1所述的系统，所述第一继电器包括第一继电器接触器，所述第一继电器接触器操作用于在电连接到所述第一端子的第一接触引脚与电连接到所述第二继电器的第二接触引脚之间切换。

6.根据权利要求5所述的系统，所述第二继电器包括第二继电器接触器，所述第二继电器接触器操作用于在电连接到所述第二端子的第一接触引脚与电连接到所述第三电源的第二接触引脚之间切换。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一继电器接触器和所述第二继电器接触器中的至少一个是线圈。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电源、所述第二电源和所述第三电源是直流(DC)电源。

9.一种电路，包括：

负载，包括可充电电池；

第一继电器，电耦合到第一端子，其中第一直流DC电源能够与所述第一端子耦合；以及

第二继电器，通过电力线连接到所述可充电电池和所述第一继电器，其中所述第二继电器电耦合到第二端子，并且其中第二DC电源能够与所述第二端子耦合，

其中在电耦合到所述可充电电池的电池充电器检测到所述可充电电池的电压低于预定阈值的情况下，所述负载与以下中的至少一个电耦合：所述第一端子、所述第二端子和第三DC电源，其中在所述第一电源电耦合到所述第一端子的情况下，由所述第一DC电源向所述负载提供电力供应。

10.根据权利要求9所述的电路，其中在所述第二DC电源电耦合到所述第二端子并且所述第一DC电源与所述第一端子断开的情况下，由所述第二DC电源向所述负载提供电力供应。

11.根据权利要求9所述的电路，其中在所述第一电源与所述第一端子断开并且所述第二DC电源与所述第二端子断开的情况下，由所述第三DC电源向所述负载提供电力供应。

12.一种用于在多个电源之间进行选择的方法，包括：

将第一继电器电耦合到第一端子，其中第一电源能够与所述第一端子耦合；

将第二继电器电耦合到第二端子，其中第二电源能够与所述第二端子耦合；

监测可充电辅助电池的负载电压；以及

在耦合到所述可充电辅助电池的电池充电器检测到所述可充电辅助电池的电压低于预定阈值的情况下，从以下之一向所述可充电辅助电池提供电力供应：所述第一电源、所述第二电源和第三电源，

其中在所述第一电源电耦合到所述第一端子的情况下，由所述第一电源向所述可充电辅助电池提供电力供应，并且其中在所述第二电源电耦合到所述第二端子并且所述第一电源与所述第一端子断开的情况下，由所述第二电源向所述可充电辅助电池提供电力供应。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述第一电源电耦合到所述第一端子的情况下，将所述第一继电器的继电器接触器从与电力线接触的第一位置向与所述第一端子接触的第二位置致动。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述第二电源电耦合到所述第二端子并且所述第一电源未电耦合到所述第一端子的情况下，将所述第二继电器的继电器接触器从与所述第三电源接触的第一位置向与所述第二端子接触的第二位置致动。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：当所述第一电源耦合到所述第一端子时激活所述第一继电器，以及当所述第二电源耦合到所述第二端子时激活所述第二继电器。